CN108178577A - 一种外墙保温板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种外墙保温板及其制备方法，包括以下重量份的原料：硅酸盐水泥110‑150份，粉煤灰32‑35份，石英砂7‑11份，憎水粉3‑5份，秸秆纤维5‑8份，增强纤维2‑4份，阻燃剂3‑5份，去离子水15‑25份，可再分散乳胶粉2‑5份，萘系高效减水剂0.1‑0.5份，反应催化剂1‑3份，聚苯颗粒10‑15份，泡沫稳定剂1.5‑5份，其中增强纤维具体为羟丙基甲基纤维素和中空纤维的组合物，其中两者所占质量百分比为：羟丙基甲基纤维素35‑45％，中空纤维55‑65％，本发明还提供了一种外墙保温板的制备方法。本发明解决了传统保温板导热系数较差，且干燥收缩性强的问题。

Description

一种外墙保温板及其制备方法

技术领域

本发明涉及保温板技术领域，具体为一种外墙保温板及其制备方法。

背景技术

随着“节能、低碳、环保”理念的提出，住宅节能工作在我国越来越受到重视，国家在建筑外墙保温方面有了较高的技术要求，特别是近些年来高层建筑火灾频发，造成严重的人员伤亡和财产损失。一种符合现代建筑要求的阻燃性节能保温材料的研制迫在眉睫。

硬质聚氨酯泡沫塑料是一种性能优良的隔热保温材料，具有质轻、保温性好、缓冲减震性能优良，粘结性强等优点，可广泛应用于建筑、管道、冷藏等领域。但是硬质聚氨酯泡沫塑料非常容易燃烧，且燃烧时会产生大量烟雾，易造成人员伤亡，增加救火的难度。因此，在现有技术基础上开发防火性能好、保温隔热性强、利用价值高、稳定性强、低成本且环保的建筑保温材料是亟待解决的问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种外墙保温板及其制备方法，解决了目前的外墙保温防火性能差、保温隔热性差以及稳定强度低的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种外墙保温板，包括以下重量份的原料：硅酸盐水泥110-150份，粉煤灰32-35份，石英砂7-11份，憎水粉3-5份，秸秆纤维5-8份，增强纤维2-4份，阻燃剂3-5份，去离子水15-25份，可再分散乳胶粉2-5份，萘系高效减水剂0.1-0.5份，反应催化剂1-3份，聚苯颗粒10-15份，泡沫稳定剂1.5-5份。

优选的，所述增强纤维具体为羟丙基甲基纤维素和中空纤维的组合物，其中两者所占质量百分比为：羟丙基甲基纤维素35-45％，中空纤维55-65％。

优选的，所述憎水粉为含活性基团的有机硅烷、多元共聚憎水粉、或其两者的组合物。

优选的，所述阻燃剂为锌酸亚锡、聚磷酸铵、磷酸三甲苯酯、甲基膦酸二甲酯中的一种或几种的组合。

优选的，所述反应催化剂为二月桂酸二丁基锡。

优选的，所述泡沫稳定剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯、聚氧乙烯脂肪酰醇胺中的一种或几种的组合。

优选的，所述去离子水温度设定为25-35℃。

本发明还提供了一种外墙保温板的制备方法，包括以下步骤：

S1、将阻燃剂3-5份和反应催化剂1-3份倒入搅拌机中搅拌均匀，其中搅拌机转速设定为2500-3000r/min；

S2、将粉煤灰32-35份、硅酸盐水泥110-150份和石英砂7-11份倒入搅拌机中，加入去离子水15-25份搅拌1-2分钟，使其充分混合，其中搅拌机转速设定为2500-3000r/min；

S3、再加入憎水粉3-5份、秸秆纤维5-8份、增强纤维2-4份以及可再分散乳胶粉2-5份、萘系高效减水剂0.1-0.5份以及泡沫稳定剂1.5～5份搅拌30-60秒，其中羟丙基甲基纤维素要先用35—45℃去离子水搅拌开，其中搅拌机转速设定为2500-3000r/min；

S4、轻轻倒入聚苯颗粒10-15份，充分搅拌4-6分钟，使泡沫颗粒表面均匀裹浆，其中搅拌机转速设定为2500-3000r/min；

S5、将搅拌均匀的颗粒浆料倒入模具中，压实刮平，并在45-55℃条件下熟化5-7h；

S6、浆料熟化成型后拆模，隔天搬运，进行标准养护，即可得到最终产品外墙保温板。

(三)有益效果

本发明提供了一种外墙保温板及其制备方法，具备以下有益效果：

(1)本发明公开的外墙保温板由于加入了聚苯颗粒使得外墙保温板的整体导热性增强，且随着聚苯颗粒的加入量不断增多，外墙保温板的导热性先增强后减弱，由于加入聚苯颗粒会使保温板的抗拉和抗压强度有所降低，因此需要加入石英砂进行调和，同时将硅酸盐水泥和粉煤灰的加入量增大，以保证外墙保温板在增强自身导热性的同时，又不会导致抗拉和抗压强度的减弱。

(2)本发明公开的外墙保温板由于加入了羟丙基甲基纤维素和中空纤维组成的增强纤维，使得外墙保温板的干燥收缩值比普通保温板有所降低，同时随着中空纤维的质量百分比减少，外墙保温板的干燥收缩值有所增大，综上，发明公开的外墙保温板在不减弱抗拉和抗压强度的基础上，其导热系数较普通保温板明显增强了，且该外墙保温板的干燥收缩性较普通保温板明显降低了。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种外墙保温板，包括以下重量份的原料：硅酸盐水泥110份，粉煤灰32份，石英砂7份，憎水粉3份，秸秆纤维5份，增强纤维2份，阻燃剂3份，去离子水15份，可再分散乳胶粉2份，萘系高效减水剂0.1份，反应催化剂1份，聚苯颗粒10份，泡沫稳定剂1.5份。

其中，增强纤维具体为羟丙基甲基纤维素和中空纤维的组合物，两者所占质量百分比为：羟丙基甲基纤维素35％，中空纤维65％；憎水粉为含活性基团的有机硅烷；阻燃剂为锌酸亚锡；反应催化剂为二月桂酸二丁基锡；泡沫稳定剂为聚丙烯酰胺；去离子水温度设定为25℃。

上述外墙保温板的制备方法，包括以下步骤：

S1、将阻燃剂3份和反应催化剂1份倒入搅拌机中搅拌均匀，其中搅拌机转速设定为2500r/min；

S2、将粉煤灰32份、硅酸盐水泥110份和石英砂7份倒入搅拌机中，加入去离子水15份搅拌1分钟，使其充分混合，其中搅拌机转速设定为2500r/min；

S3、再加入憎水粉3份、秸秆纤维5份、增强纤维2份、可再分散乳胶粉2份、萘系高效减水剂0.1份以及泡沫稳定剂1.5份搅拌30秒，其中羟丙基甲基纤维素要先用35℃去离子水搅拌开，搅拌机转速设定为2500r/min；

S4、轻轻倒入聚苯颗粒10份，充分搅拌4分钟，使泡沫颗粒表面均匀裹浆，其中搅拌机转速设定为2500r/min；

S5、将搅拌均匀的颗粒浆料倒入模具中，压实刮平，并在45℃条件下熟化5h；

S6、浆料熟化成型后拆模，隔天搬运，进行标准养护，即可得到最终产品外墙保温板。

实施例2

一种外墙保温板，包括以下重量份的原料：硅酸盐水泥120份，粉煤灰33份，石英砂8份，憎水粉3.5份，秸秆纤维6份，增强纤维2.5份，阻燃剂3.5份，去离子水17.5份，可再分散乳胶粉3份，萘系高效减水剂0.2份，反应催化剂1.5份，聚苯颗粒11份，泡沫稳定剂2.5份。

其中增强纤维具体为羟丙基甲基纤维素和中空纤维的组合物，两者所占质量百分比为：羟丙基甲基纤维素37.5％，中空纤维62.5％；憎水粉多元共聚憎水粉；阻燃剂为聚磷酸铵；反应催化剂为二月桂酸二丁基锡；泡沫稳定剂为聚丙烯酸酯；去离子水温度设定为27.5℃。

上述外墙保温板的制备方法，包括以下步骤：

S1、将阻燃剂3.5份和反应催化剂1.5份倒入搅拌机中搅拌均匀，其中搅拌机转速设定为2600r/min；

S2、将粉煤灰33份、硅酸盐水泥120份和石英8份倒入搅拌机中，加入去离子水17.5份，搅拌1.3分钟，使其充分混合，其中搅拌机转速设定为2600r/min；

S3、再加入憎水粉3.5份、秸秆纤维6份、增强纤维2.5份以及可再分散乳胶粉3份、萘系高效减水剂0.2份以及泡沫稳定剂2.5份搅拌40秒，其中羟丙基甲基纤维素要先用40℃去离子水搅拌开，其中搅拌机转速设定为2600r/min；

S4、轻轻倒入聚苯颗粒11份，充分搅拌4.5分钟，使泡沫颗粒表面均匀裹浆，其中搅拌机转速设定为2600r/min；

S5、将搅拌均匀的颗粒浆料倒入模具中，压实刮平，并在47.5℃条件下熟化5.5h；

S6、浆料熟化成型后拆模，隔天搬运，进行标准养护，即可得到最终产品外墙保温板。

实施例3

一种外墙保温板，包括以下重量份的原料：硅酸盐水泥120份，粉煤灰33份，石英砂8份，憎水粉3.5份，秸秆纤维6份，增强纤维3份，阻燃剂3.5份，去离子水17.5份，可再分散乳胶粉3份，萘系高效减水剂0.2份，反应催化剂1.5份，聚苯颗粒12份，泡沫稳定剂2.5份。

其中增强纤维具体为羟丙基甲基纤维素和中空纤维的组合物，两者所占质量百分比为：羟丙基甲基纤维素40％，中空纤维60％；憎水粉多元共聚憎水粉；阻燃剂为聚磷酸铵；反应催化剂为二月桂酸二丁基锡；泡沫稳定剂为聚丙烯酸酯；去离子水温度设定为27.5℃。

上述外墙保温板的制备方法，包括以下步骤：

S1、将阻燃剂3.5份和反应催化剂1.5份倒入搅拌机中搅拌均匀，其中搅拌机转速设定为2600r/min；

S2、将粉煤灰33份、硅酸盐水泥120份和石英8份倒入搅拌机中，加入去离子水17.5份，搅拌1.3分钟，使其充分混合，其中搅拌机转速设定为2600r/min；

S3、再加入憎水粉3.5份、秸秆纤维6份、增强纤维3份以及可再分散乳胶粉3份、萘系高效减水剂0.2份以及泡沫稳定剂2.5份搅拌40秒，其中羟丙基甲基纤维素要先用40℃去离子水搅拌开，其中搅拌机转速设定为2600r/min；

S4、轻轻倒入聚苯颗粒12份，充分搅拌4.5分钟，使泡沫颗粒表面均匀裹浆，其中搅拌机转速设定为2600r/min；

S5、将搅拌均匀的颗粒浆料倒入模具中，压实刮平，并在47.5℃条件下熟化5.5h；

S6、浆料熟化成型后拆模，隔天搬运，进行标准养护，即可得到最终产品外墙保温板。

实施例4

一种外墙保温板，包括以下重量份的原料：硅酸盐水泥130份，粉煤灰34份，石英砂10份，憎水粉4份，秸秆纤维7份，增强纤维3.5份，阻燃剂4份，去离子水22份，可再分散乳胶粉4份，萘系高效减水剂0.3份，反应催化剂2.5份，聚苯颗粒13份，泡沫稳定剂3.5份。

其中，增强纤维具体为羟丙基甲基纤维素和中空纤维的组合物，且两者所占质量百分比为：羟丙基甲基纤维素42.5％，中空纤维57.5％；憎水粉为含活性基团的有机硅烷；阻燃剂为磷酸三甲苯酯；反应催化剂为二月桂酸二丁基锡；泡沫稳定剂为聚丙烯酰胺；去离子水温度设定为30℃。

上述外墙保温板的制备方法，包括以下步骤：

S1、将阻燃剂4份和反应催化剂2.5份倒入搅拌机中搅拌均匀，其中搅拌机转速设定为2800r/min；

S2、将粉煤灰34份、硅酸盐水泥130份和石英砂10份倒入搅拌机中，加入去离子水22份搅拌1.6分钟，使其充分混合，其中搅拌机转速设定为2800r/min；

S3、再加入憎水粉4份、秸秆纤维7份、增强纤维3.5份以及可再分散乳胶粉4份、萘系高效减水剂0.3份以及泡沫稳定剂3.5份搅拌50秒，其中羟丙基甲基纤维素要先用42.5℃去离子水搅拌开，其中搅拌机转速设定为2800r/min；

S4、轻轻倒入聚苯颗粒13份，充分搅拌5分钟，使泡沫颗粒表面均匀裹浆，其中搅拌机转速设定为2800r/min；

S5、将搅拌均匀的颗粒浆料倒入模具中，压实刮平，并在52℃条件下熟化6h；

S6、浆料熟化成型后拆模，隔天搬运，进行标准养护，即可得到最终产品外墙保温板。

实施例5

一种外墙保温板，包括以下重量份的原料：硅酸盐水泥150份，粉煤灰35份，石英砂11份，憎水粉5份，秸秆纤8份，增强纤维4份，阻燃剂5份，去离子水25份，可再分散乳胶粉5份，萘系高效减水剂0.5份，反应催化剂3份，聚苯颗粒15份，泡沫稳定剂5份。

其中，增强纤维具体为羟丙基甲基纤维素和中空纤维的组合物，且两者所占质量百分比为：羟丙基甲基纤维素45％，中空纤维55％；憎水粉为含活性基团的有机硅烷和多元共聚憎水粉的组合物；阻燃剂为甲基膦酸二甲酯；反应催化剂为二月桂酸二丁基锡；泡沫稳定剂为聚氧乙烯脂肪酰醇胺；去离子水温度设定为35℃。

上述外墙保温板的制备方法，包括以下步骤：

S1、将阻燃剂5份和反应催化剂3份倒入搅拌机中搅拌均匀，其中搅拌机转速设定为3000r/min；

S2、将粉煤灰35份、硅酸盐水泥150份和石英砂11份倒入搅拌机中，加入去离子水25份搅拌2分钟，使其充分混合，其中搅拌机转速设定为3000r/min；

S3、再加入憎水粉5份、秸秆纤维8份、增强纤维4份以及可再分散乳胶粉5份、萘系高效减水剂0.5份以及泡沫稳定剂5份搅拌60秒，其中羟丙基甲基纤维素要先用45℃去离子水搅拌开，其中搅拌机转速设定为3000r/min；

S4、轻轻倒入聚苯颗粒15份，充分搅拌6分钟，使泡沫颗粒表面均匀裹浆，其中搅拌机转速设定为3000r/min；

S5、将搅拌均匀的颗粒浆料倒入模具中，压实刮平，并在55℃条件下熟化7h；

S6、浆料熟化成型后拆模，隔天搬运，进行标准养护，即可得到最终产品外墙保温板。

本发明提供的保温板性能测试结果如下：

导热系数是保温材料主要热工性能之一，是鉴别材料保温性能好坏的主要标志之一。导热系数是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度(K，℃)，在1小时内，通过1平方米面积传递的热量，用λ表示，单位为瓦/(米·度)，w/(m·k)，按不同配比分别制得尺寸为300mm×300mm×30mm的试件各3块，稳态热阻及有关特性的测定—防护热板法》(GB/T 10294-2008)导热系数测量标准进行测试。

抗压强度是指保温板受压破坏过程中所承受的最大压应力，单位为MPa。按不同配比分别制得尺寸为100mm×100mm×30mm的试件各4块，使用电子万能实验机测出试件的破坏荷载，计算出试件的抗压强度；根据《无机硬质绝热制品试验方法》(GB/T 5486)标准进行试验。

抗拉强度是指保温板在受拉破坏过程中，拉断前所承受的最大拉应力，单位为MPa。按不同配比分别制得尺寸为100mm×100mm×50mm的试件各5块，使用电子万能实验机测出试件的破坏荷载，计算出试件的抗拉强度；根据《外墙外保温工程技术规程》(JGJ144-2004)标准进行试验。

干燥收缩简称干缩，是由于保温板内部水分向周围环境迀移而引起保温板中胶凝材料内部湿度减小，在毛细管内形成弯液面，产生毛细管负压而引起的收缩。按不同配比制得尺寸为40mm×40mm×160mm的试件3块，根据《蒸压加气混凝土试验方法》(GB/T11969-2008)标准进行试验。

由上表性能测试结果可知，本发明公开的外墙保温板由于加入了聚苯颗粒使得外墙保温板的整体导热性增强，且随着聚苯颗粒的加入量不断增多，外墙保温板的导热性先增强后减弱，由于加入聚苯颗粒会使保温板的抗拉和抗压强度有所降低，因此需要加入石英砂进行调和，同时将硅酸盐水泥和粉煤灰的加入量增大，以保证外墙保温板在增强自身导热性的同时，又不会导致抗拉和抗压强度的减弱；同时由于加入了羟丙基甲基纤维素和中空纤维组成的增强纤维，使得外墙保温板的干燥收缩值比普通保温板有所降低，同时随着中空纤维的质量百分比减少，外墙保温板的干燥收缩值有所增大，因此为了降低外墙保温板的干燥收缩性，需要将中空纤维的加入量调节至百分含量在65％，且增强纤维总量在2—3份即可。

综上所述，本发明公开的外墙保温板在不减弱抗拉和抗压强度的基础上，其导热系数较普通保温板明显增强了，且该外墙保温板的干燥收缩性较普通保温板明显降低了。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种外墙保温板，其特征在于，包括以下重量份的原料：硅酸盐水泥110-150份，粉煤灰32-35份，石英砂7-11份，憎水粉3-5份，秸秆纤维5-8份，增强纤维2-4份，阻燃剂3-5份，去离子水15-25份，可再分散乳胶粉2-5份，萘系高效减水剂0.1-0.5份，反应催化剂1-3份，聚苯颗粒10-15份，泡沫稳定剂1.5-5份。

2.根据权利要求1所述的外墙保温板，其特征在于：所述增强纤维具体为羟丙基甲基纤维素和中空纤维的组合物，其中两者所占质量百分比为：羟丙基甲基纤维素35-45％，中空纤维55-65％。

3.根据权利要求1所述的外墙保温板，其特征在于：所述憎水粉为含活性基团的有机硅烷、多元共聚憎水粉、或其两者的组合物。

4.根据权利要求1所述的外墙保温板，其特征在于：所述阻燃剂为锌酸亚锡、聚磷酸铵、磷酸三甲苯酯、甲基膦酸二甲酯中的一种或几种的组合。

5.根据权利要求1所述的外墙保温板，其特征在于：所述反应催化剂为二月桂酸二丁基锡。

6.根据权利要求1所述的外墙保温板，其特征在于：所述泡沫稳定剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯、聚氧乙烯脂肪酰醇胺中的一种或几种的组合。

7.根据权利要求1所述的外墙保温板，其特征在于：所述去离子水温度设定为25-35℃。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的外墙保温板的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、将阻燃剂3-5份和反应催化剂1-3份倒入搅拌机中搅拌均匀，其中搅拌机转速设定为2500-3000r/min；

S2、将粉煤灰32-35份、硅酸盐水泥110-150份和石英砂7-11份倒入搅拌机中，加入去离子水15-25份搅拌1-2分钟，使其充分混合，其中搅拌机转速设定为2500-3000r/min；

S3、再加入憎水粉3-5份、秸秆纤维5-8份、增强纤维2-4份以及可再分散乳胶粉2-5份、萘系高效减水剂0.1-0.5份以及泡沫稳定剂1.5～5份搅拌30-60秒，其中羟丙基甲基纤维素要先用35—45℃去离子水搅拌开，其中搅拌机转速设定为2500-3000r/min；

S4、轻轻倒入聚苯颗粒10-15份，充分搅拌4-6分钟，使泡沫颗粒表面均匀裹浆，其中搅拌机转速设定为2500-3000r/min；

S5、将搅拌均匀的颗粒浆料倒入模具中，压实刮平，并在45-55℃条件下熟化5-7h；

S6、浆料熟化成型后拆模，隔天搬运，进行标准养护，即可得到最终产品外墙保温板。